純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式是指驅(qū)動(dòng)輪數(shù)量、位置以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)布置的形式。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的核心部分,其性能決定著電動(dòng)汽車行駛性能的好壞。
電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置取決于電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式,可以有多種類型。
電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)方式主要有后輪驅(qū)動(dòng)、前輪驅(qū)動(dòng)和四輪驅(qū)動(dòng)。
后輪驅(qū)動(dòng)方式
后輪驅(qū)動(dòng)方式是傳統(tǒng)的布置方式,適合中高級(jí)電動(dòng)轎車和各種類型電動(dòng)客貨車,有利于車軸負(fù)荷分配均勻,汽車操縱穩(wěn)定性、行駛平順性較好。
后輪驅(qū)動(dòng)方式主要有傳統(tǒng)后驅(qū)動(dòng)布置形式、電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合后驅(qū)動(dòng)布置形式、電機(jī)-變速器一體化后驅(qū)動(dòng)布置形式、輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式、輪轂電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式等。
傳統(tǒng)后驅(qū)動(dòng)布置形式
傳統(tǒng)后驅(qū)動(dòng)布置形式如圖1-4所示,它與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方式基本一致,帶有離合器、變速器和傳動(dòng)軸,驅(qū)動(dòng)橋與內(nèi)燃機(jī)汽車驅(qū)動(dòng)橋一樣,只是將發(fā)動(dòng)機(jī)換成電機(jī)。
變速器通常有2~3個(gè)擋位,可以提高電動(dòng)汽車的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,增加低速時(shí)電動(dòng)汽車的后備功率。這種布置形式一般用于改造型電動(dòng)汽車。
圖1-4 傳統(tǒng)后驅(qū)動(dòng)布置形式
2.電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合后驅(qū)動(dòng)布置形式
電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合后驅(qū)動(dòng)布置形式如圖1-5所示。它取消了離合器、變速器和傳動(dòng)軸,但具有減速差速機(jī)構(gòu),把驅(qū)動(dòng)電機(jī)、固定速比的減速器和差速器集成為一個(gè)整體,通過2個(gè)半軸來驅(qū)動(dòng)車輪。
此種布置形式的整個(gè)傳動(dòng)長度比較短,傳動(dòng)裝置體積小,占用空間小,容易布置,可以進(jìn)一步降低整車的重量;但對(duì)電機(jī)的要求較高,不僅要求電機(jī)具有較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而且要求具有較大的后備功率,以保證電動(dòng)汽車的啟動(dòng)、爬坡、加速超車等動(dòng)力性。一般低速電動(dòng)汽車采用這種布置形式。
圖1-5 電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合后驅(qū)動(dòng)布置形式
電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合后驅(qū)動(dòng)布置形式采用的驅(qū)動(dòng)橋與內(nèi)燃機(jī)汽車驅(qū)動(dòng)橋不同,需要電動(dòng)汽車專用后驅(qū)動(dòng)橋,如圖1-6所示。
圖1-6 電動(dòng)汽車專用后驅(qū)動(dòng)橋
3.電機(jī)-變速器一體化后驅(qū)動(dòng)布置形式
電機(jī)-變速器一體化后驅(qū)動(dòng)布置形式如圖1-7所示,相比單一的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),一體化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以綜合協(xié)調(diào)控制電機(jī)和變速器,最大限度地改善電機(jī)輸出動(dòng)力特性,增大電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出范圍,在提升電動(dòng)汽車的動(dòng)力性的同時(shí),使電機(jī)最大限度地工作在高效經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)。變速器一般采用2擋自動(dòng)變速器。
圖1-7 電機(jī)-變速器一體化后驅(qū)動(dòng)布置形式
如圖1-8所示為某企業(yè)開發(fā)的電機(jī)-變速器一體化驅(qū)動(dòng)組件,該驅(qū)動(dòng)組件以一體化為前提來設(shè)計(jì)電機(jī)和變速器,省去了用于從后方連接的部件及空間,從而將軸向尺寸縮小了約35%。
圖1-8 某企業(yè)開發(fā)的電機(jī)-變速器一體化驅(qū)動(dòng)組件
4.輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式
輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式如圖1-9所示,輪邊電機(jī)與減速器集成后融入驅(qū)動(dòng)橋上,采用剛性連接,減少高壓電器數(shù)量和動(dòng)力傳輸線路長度;優(yōu)化后的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可降低車身高度、提高承載量、提升有效空間。
圖1-9 輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式
輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式可用于電動(dòng)客車。如圖1-10所示為某電動(dòng)客車采用的輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)橋?qū)嵨铩?/p>
圖1-10 某電動(dòng)客車采用的輪邊電機(jī)后驅(qū)動(dòng)橋?qū)嵨?/p>
5.輪轂電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式
輪轂電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式如圖1-11所示,輪轂電機(jī)直接安裝在車輪上,此時(shí),輪轂是電機(jī)的轉(zhuǎn)子,羊角軸承座是定子。
圖1-11 輪轂電機(jī)后驅(qū)動(dòng)布置形式
如圖1-12所示為輪轂電機(jī)后驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車,它大大減少了零部件數(shù)量和動(dòng)力系統(tǒng)的體積,讓車輛的動(dòng)力系統(tǒng)變得更加簡單,大大提高了車內(nèi)空間的實(shí)用性和利用率。
每個(gè)車輪獨(dú)立的輪轂電機(jī)相比一般電動(dòng)汽車,也省掉了傳動(dòng)半軸和差速器等裝置,同樣節(jié)省了大量空間且傳動(dòng)效率更高。將動(dòng)力蓄電池放置在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)艙中,而將輔助蓄電池、電機(jī)控制器、充電機(jī)等布置在車尾附近,根據(jù)實(shí)際需要,可以在車輛上靈活地布置電池組。
從另一個(gè)方面來看,在滿足目前空間需求的前提下,使用輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛在體積上可以變得更加小巧,這將改善城市中的擁堵和停車等問題。同時(shí),獨(dú)立的輪轂電機(jī)在驅(qū)動(dòng)車輛方面靈活性更高,能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)車輛難以實(shí)現(xiàn)的功能或駕駛特性。
圖1-12 輪轂電機(jī)后驅(qū)動(dòng)的純電動(dòng)汽車
輪邊電機(jī)和輪轂電機(jī)在原理上可以實(shí)現(xiàn)任何一種驅(qū)動(dòng)形式,但由于成本過高,目前還沒有廠家推出量產(chǎn)車,更多的是作為試驗(yàn)車或改裝車存在。